通过高速PCB来控制EMI问题的方法
0 2022-09-28

随着,信号上升沿时间的减小,信号频率的提高,电子产品的E问题,也来越受到电子工程师的光注。高速的成功,对EMI的贡献越来越受到重视,几乎60%的EMI问题可以通过高速来控制解决。

规则一:高速信号走线屏蔽规则

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如何通过高速PCB来控制EMI问题

如上图所示:

在高速的PCB设计中,等关键的高速信号线,走需要进行屏蔽处理,如果没有屏蔽或只屏蔽了部分,都是会造成EMI的泄漏。

建议屏蔽线,每1000mil,打孔接地。

规则二:高速信号的走线闭环规则

由于PCB板的密度越来越高,很多PCB LAYOUT工程师在走线的过程中,很容易出现这种失误,如下图所示:

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如何通过高速PCB来控制EMI问题

时钟信号等高速信号网络,在多层的PCB走线的时候产生了闭环的结果,这样的闭环结果将产生环形天线,增加EMI的辐射强度。

规则三:高速信号的走线开环规则

规则二提到高速信号的闭环会造成EMI辐射,同样的开环同样会造成EMI辐射,如下图所示:

如何通过高速PCB来控制EMI问题

时钟信号等高速信号网络,在多层的PCB走线的时候产生了开环的结果,这样的开环结果将产生线形天线,增加EMI的辐射强度。在设计中我们也要避免。

规则四:高速信号的特性连续规则

高速信号,在层与层之间切换的时候必须保证特性阻抗的连续,否则会增加EMI的辐射,如下图:

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如何通过高速PCB来控制EMI问题

也就是:同层的布线的宽度必须连续,不同层的走线阻抗必须连续。

规则五:高速PCB设计的布线方向规则

相邻两层间的走线必须遵循垂直走线的原则,否则会造成线间的串扰,增加EMI辐射,如下图:

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如何通过高速PCB来控制EMI问题

相邻的布线层遵循横平竖垂的布线方向,垂直的布线可以抑制线间的串扰。

规则六:高速PCB设计中的拓扑结构规则

在高速PCB设计中有两个最为重要的内容,就是线路板特性阻抗的控制和多负载情况下的拓扑结构的设计。在高速的情况下,可以说拓扑结构的是否合理直接决定,产品的成功还是失败。

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如何通过高速PCB来控制EMI问题

如上图所示,就是我们经常用到的菊花链式拓扑结构。这种拓扑结构一般用于几Mhz的情况下为益。高速的拓扑结构我们建议使用后端的星形对称结构。

规则七:走线长度的谐振规则

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如何通过高速PCB来控制EMI问题

检查信号线的长度和信号的频率是否构成谐振,即当布线长度为信号波长1/4的时候的整数倍时,此布线将产生谐振,而谐振就会辐射电磁波,产生干扰。

规则八:回流路径规则

此主题相关图片如下:

如何通过高速PCB来控制EMI问题

所有的高速信号必须有良好的回流路径。近可能的保证时钟等高速信号的回流路径最小。否则会极大的增加辐射,并且辐射的大小和信号路径和回流路径所包围的面积成正比。

规则九:器件的退耦摆放规则

此主题相关图片如下:

如何通过高速PCB来控制EMI问题

退耦电容的摆放的位置非常的重要。不合理的摆放位置,是根本起不到退耦的效果。退耦电容的摆放的原则是:靠近电源的管脚,并且电容的电源走线和地线所包围的面积最小。

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